[发明专利]一种基于串行组合的水下电流场通信方法

权利要求书

1.一种基于串行组合的水下电流场通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：发射端将信源数据按照K比特一帧连续发送n帧，在n帧数据发送前发送固定的同步头数据进行系统准同步，同步头后发送n帧；发射端发送信号的具体步骤为：

步骤1.1：发射端将信源数据中每K比特数据经过串并转换变成并行数据，一帧数据发送持续时间为KT_d，T_d为信源周期；将K比特并行数据根据数据－频率顺序映射器从一个频率族中选取r个要发送的频率和先后发送顺序，并按照发送顺序把频率、频率，…,频率送入发送存储器相应位置，每个频率持续时间增加到KT_d/r，r个频率使用相同初始相位；

所述的频率族共包含M个水下电流场可用频率f₁,f₂,..f_i..f_M，每组总共有种发送串行组合频率和顺序可以选择，对应能传输比特的信息数据，[x]表示对x取整数部分，则对应的每组发送的信息数据K是：

步骤1.2：通过发送存储器顺序发送r个频率形成串行组合的水下电流场通信调制信号：

式中，为根据发送信息通过数据－频率选择映射器选取的r个要发送的频率和发送顺序，其中i＝1,2,...,r；其余频率为因此发送信号还是为1个载波信号；

步骤1.3：将串行组合的水下电流场通信调制信号经功率放大后通过水下电偶极子天线发射出去；经功率放大后的串行组合的水下电流场通信调制信号为：

式中，P是载波功率；

步骤2：接收端通过同步头实现准同步后，在KT_d/r时间内把接收到的信号输入到M个混沌解调器，每个混沌解调器同时输入不同本地载波f_i，频率f_i为频率族中的一个频率，得到M个混沌解调器的输出值；

在高斯白噪声信道下，接收端水下电偶极子天线接收到的信号为：

r(t)＝s(t-τ)+n(t)+J(t)

式中，τ为通信传播时延；n(t)为高斯白噪声，其双边带功率谱密度为N₀/2；J(t)为干扰信号；

如果输入信号超出本地载波频率5％范围，则混沌解调器输出为近乎0电平的解调信息V_L电平；如果输入信号包含f_i，则混沌解调器输出1信号V_H电平；混沌解调器的输出值由公式表示为：

其中n’_i+J’_i是混沌解调器对于噪声和干扰的解调；

步骤3：从在KT_d/r时间内获得的M个混沌解调器输出值中选取绝对值最大的1个输出值，将选取的输出值所对应的频率序号输入到接收存储器相应位置；其中，选取的混沌解调器的输出值大于系统启动门限|(V_H+n'_i+J'_i)/2|的值；

步骤4：重复执行步骤3，一共执行r次，总共持续KT_d时间；

步骤5：将接收存储器中的频率和顺序关系送入频率顺序－数据逆映射器，解调出发送信息，还原出接收的K比特并行信息；

步骤6：将K比特并行数据经过并/串转换，得到K比特还原信源数据；把发射端连续发送的n帧数据逐帧还原为信源数据。